IT201900015563A1

IT201900015563A1 - Metodo e dispositivo per raffreddare semilavorati nell’ambito della termoformatura e/o dell’unione per termo-adesivazione di semilavorati

Info

Publication number: IT201900015563A1
Application number: IT102019000015563A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Cartabbia; Paolo Cartabbia
Original assignee: Macpi S P A Pressing Div
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2021-03-04
Also published as: PT3800026T; EP3800026A1; EP3800026B1

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per BREVETTO D’INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

“Metodo e dispositivo per raffreddare semilavorati nell’ambito della termoformatura e/o dell’unione per termo-adesivazione di semilavorati”

Campo del trovato

La presente invenzione ha per oggetto un metodo ed un dispositivo per raffreddare semilavorati nell’ambito della termo-formatura e/o dell’unione per termo-adesivazione di semilavorati. La presente invenzione ha anche per oggetto un apparato ed un processo per la termo-formatura e/o l’unione per termoadesivazione di semilavorati. In particolare, la presente invenzione è relativa ai semilavorati provvisti di uno o più elementi termo-plastici o termo-adesivi e finalizzati alla realizzazione di articoli e/o accessori o di parti di essi, in cui detti semilavorati sono opzionalmente flessibili.

Definizioni

Nella presente descrizione e nelle allegate rivendicazioni, con il termine “semilavorato flessibile” si intende un semilavorato formato da fili e/o fibre del tipo tessuto o non-tessuto o un foglio o una pellicola ottenuti in altro modo. Un tessuto non tessuto è un prodotto simile ad un tessuto ma ottenuto con procedimenti diversi dalla tessitura. A titolo esemplificativo e non esaustivo, il semilavorato è una pezza, un sacchetto, una calza.

Tra gli articoli/accessori realizzabili con la presente invenzione si possono annoverare, a titolo esemplificativo e non limitativo, articoli di abbigliamento o parti di essi (ad esempio guanti, calze, elementi per giacche, pantaloni, ecc.) anche tecnico/sportivo, articoli medicali (tutori di contenimento o ortopedici), accessori (borse, zaini, trolley, valigie, ecc.), rivestimenti di varia natura, ad esempio per arredamenti o per veicoli, e calzature di vario tipo (anche sportive o ortopediche).

Nella presente descrizione e nelle allegate rivendicazioni, con il termine “elemento termo-plastico o termo-adesivo” si intende un elemento comprendente polimeri termoplastici, ovvero polimeri formati da catene lineari o poco ramificate, non legate l'una con l'altra. E’ sufficiente quindi aumentare la temperatura per portarli ad uno stato viscoso e poterli quindi formare. Gli elementi termoplastici o termoadesivi hanno la capacità di modificare la propria struttura ad una determinata temperatura (solitamente compresa tra 60°C e 180°C), e quindi di fondere raggiunta tale temperatura e di reticolare una volta raffreddati. Esempi di elementi “termo-plastici o termo-adesivi” sono filati, strati, gocce di materiale termo-plastico o termo-adesivo.

Nella presente descrizione e nelle allegate rivendicazioni, con il termine “involucro o elemento rigido” si intende un elemento che sostanzialmente non si deforma sotto l’azione della differenza di pressioni tra esterno ed interno tipiche del metodo secondo l’invenzione.

Background del trovato

In tale ambito, è ad esempio noto il documento US2017/129200 (Nike Inc.) che illustra la termoformatura di articoli di abbigliamento, come calzature, a partire da manufatti tessili. In particolare, US2017/129200 descrive la termoformatura eseguita utilizzando un sacchetto in cui è fatto il vuoto per esercitare pressione su un manufatto comprendente materiale termoplastico mentre viene riscaldato in una stazione di riscaldamento e poi raffreddato in una stazione di raffreddamento. Il sacchetto con il manufatto è appeso mentre viene trasportato. La stazione di raffreddamento comprende una lama d’aria o una camera raffreddata che utilizza un refrigerante.

La Richiedente ha notato che i processi e gli apparati di tipo noto, come quello sopra descritto, sono migliorabili sotto diversi aspetti, in particolar modo in merito alle modalità ed ai dispositivi utilizzati per raffreddare i semilavorati e determinare la stabilizzazione dei materiali termo-plastici e/o termo-adesivi.

La Richiedente ha osservato che i dispositivi di raffreddamento noti sono poco efficaci e poco efficienti dal punto di vista energetico.

La Richiedente ha anche osservato che i dispositivi di raffreddamento noti che impiegano refrigeranti sono complessi, costosi ed ingombranti.

La Richiedente ha anche osservato che i processi e gli apparati di tipo noto per la termo-formatura e/o l’unione per termo-adesivazione di semilavorati non sono in grado di produrre manufatti di elevata qualità, anche a causa delle modalità con le quali viene eseguito il raffreddamento e la stabilizzazione delle porzioni dotate dei materiali termo-plastici e/o termo-adesivi.

Sommario

In tale ambito la Richiedente si è dunque posta come obiettivo quello di proporre un metodo ed un dispositivo per raffreddare semilavorati nell’ambito della termoformatura e/o dell’unione per termo-adesivazione di detti semilavorati che siano in grado di ovviare agli inconvenienti sopra indicati.

In particolare, la Richiedente si è posta come obiettivo quello di proporre un metodo ed un dispositivo che permettano di raffreddare in modo efficace ed efficiente i semilavorati dopo che questi sono stati riscaldati, per determinare la fusione almeno parziale delle loro porzioni termo-plastiche e/o termo-adesive, al fine di ottenere la reticolazione di dette porzioni termo-plastiche e/o termo-adesive e la stabilizzazione di tali semilavorati.

La Richiedente si è anche posta come obiettivo quello di proporre un metodo per raffreddare semilavorati che sia semplice, efficiente ed economico.

La Richiedente si è anche posta come obiettivo quello di proporre un dispositivo per raffreddare semilavorati che sia compatto, strutturalmente semplice e relativamente poco costoso da realizzare.

La Richiedente si è anche posta come obiettivo quello di proporre un apparato ed un processo per la termo-formatura e/o l’unione per termo-adesivazione di semilavorati dotati di elementi termo-plastici o termo-adesivi che permettano di ottenere articoli e/o accessori di qualità.

La Richiedente ha trovato che gli scopi sopra elencati ed altri ancora possono essere sostanzialmente raggiunti sfruttando l’espansione ed il raffreddamento dei gas all’interno di un contenitore o involucro configurato per contenere un semilavorato precedentemente riscaldato.

In particolare, la Richiedente ha trovato che gli scopi sopra elencati ed altri ancora possono essere sostanzialmente raggiunti da un metodo e da un dispositivo secondo una o più delle unite rivendicazioni e/o secondo uno o più dei seguenti aspetti.

Secondo un aspetto indipendente, la presente invenzione riguarda un dispositivo per raffreddare semilavorati nell’ambito della termo-formatura e/o dell’unione per termo-adesivazione di detti semilavorati.

Il dispositivo comprende:

un involucro rigido, ad esempio metallico, presentante almeno un ingresso ed almeno un’uscita, in cui l’ingresso è configurato per permettere l’ingresso di un gas ad una prima pressione, in cui l’uscita è configurata per permettere l’uscita del gas ad una seconda pressione minore della prima pressione;

un involucro ausiliario impermeabile a detto gas e collocato all’interno dell’involucro rigido; in cui un primo volume è delimitato tra l’involucro rigido ed l’involucro ausiliario; in cui un secondo volume è delimitato all’interno dell’involucro ausiliario; in cui l’ingresso e l’uscita sono in comunicazione di fluido con il primo volume; in cui l’involucro ausiliario è configurato per contenere un semilavorato comprendente almeno un elemento termo-plastico o termo-adesivo in uno stato almeno parzialmente fuso;

dispositivi di controllo operativamente accoppiati all’ingresso ed all’uscita e configurati per eseguire la seguente procedura:

immettere il gas alla prima pressione attraverso l’ingresso e scaricare detto gas alla seconda pressione attraverso l’uscita in modo da generare un’espansione ed un raffreddamento del gas contenuto all’interno del primo volume, raffreddare l’involucro ausiliario ed il semilavorato e determinare la reticolazione dell’elemento termo-plastico o termo-adesivo.

Secondo un aspetto indipendente, la presente invenzione riguarda un metodo per raffreddare semilavorati nell’ambito della termo-formatura e/o dell’unione per termo-adesivazione di detti semilavorati.

Il metodo comprende:

� disporre un semilavorato comprendente almeno un elemento termo-plastico o termo-adesivo in uno stato almeno parzialmente fuso in un involucro ausiliario a sua volta disposto in un involucro rigido; in cui il l’involucro ausiliario è impermeabile ai gas; in cui un primo volume è delimitato tra l’involucro rigido e l’involucro ausiliario; in cui un secondo volume è delimitato all’interno dell’involucro ausiliario;

� immettere un gas ad una prima pressione attraverso un ingresso nel primo volume e scaricare detto gas ad una seconda pressione attraverso un’uscita dal primo volume, in cui la seconda pressione è minore della prima pressione, in modo da generare un’espansione ed un raffreddamento del gas contenuto all’interno del primo volume, raffreddare l’involucro ausiliario ed il semilavorato e determinare una reticolazione dell’elemento termo-plastico o termo-adesivo.

La Richiedente ha innanzitutto verificato che il metodo ed il dispositivo secondo la presente invenzione permettono di raffreddare i semilavorati in modo semplice ed efficace.

La Richiedente ha in particolare verificato che il raffreddamento del gas ottenuto tramite un semplice principio fisico permette di raffreddare in modo efficiente ed omogeneo il semilavorato.

La Richiedente ha anche verificato che il dispositivo secondo l’invenzione è strutturalmente semplice (certamente molto più di un frigorifero) e quindi anche affidabile, facilmente manutenibile e relativamente economico.

La Richiedente ha inoltre verificato che il dispositivo secondo l’invenzione è poco ingombrante e quindi facilmente installabile in ambienti e su apparati dedicati alla termo-formatura e/o all’unione mediante termo-adesivazione di semilavorati.

Ulteriori aspetti della presente invenzione sono qui di seguito elencati.

In un aspetto, immettere il gas alla prima pressione attraverso l’ingresso e scaricare il gas alla seconda pressione attraverso l’uscita sono operazioni eseguite in contemporanea e con continuità.

In un aspetto, l’involucro ausiliario è un sacchetto comprendente una membrana flessibile.

In un aspetto, il sacchetto è riutilizzabile per una pluralità di cicli di raffreddamento. In un aspetto, il primo volume è (o si prevede di mantenere il primo volume) ad una terza pressione pari alla differenza tra la prima pressione e la seconda pressione.

In un aspetto, il secondo volume è (oppure si prevede di mantenere il secondo volume) ad una quarta pressione minore della terza pressione in modo da pressare il sacchetto contro il semilavorato.

In un aspetto, la procedura comprende (oppure si prevede di): chiudere l’ingresso e l’uscita per mantenere detta terza pressione nel primo volume e continuare a pressare il sacchetto contro il semilavorato.

In un aspetto, la membrana è elastica, opzionalmente in gomma, in modo da aderire perfettamente al semilavorato.

In un aspetto, la membrana è in plastica.

In un aspetto, la membrana è in un tessuto impermeabilizzato.

La Richiedente ha verificato che, adottando la membrana flessibile, il metodo ed il dispositivo secondo la presente invenzione permettono sia di raffreddare il semilavorato che contemporaneamente di esercitare una pressione sul semilavorato per stabilizzarne la forma. In questo modo è anche possibile evitare l’utilizzo di sacchetti monouso (usa e getta), come invece accade nella tecnica nota US2017/129200, e ciò comporta un risparmio ed una drastica riduzione di rifiuti da smaltire.

In un aspetto, il semilavorato è rigido. Il sacchetto è premuto contro il semilavorato che offre resistenza e non si deforma.

In un aspetto, il semilavorato è flessibile.

In un aspetto, il semilavorato è una pezza, una calza, un corpo tubolare aperto o chiuso, una borsa.

In un aspetto, il semilavorato è un tessuto o un tessuto-non-tessuto.

In un aspetto, il semilavorato comprende uno o più strati.

In un aspetto, l’apparato comprende una sagoma rigida ed il semilavorato è disposto su detta sagoma rigida. In un aspetto, si prevede di disporre il semilavorato su una sagoma rigida prima di porre il semilavorato e la sagoma rigida nell’involucro ausiliario. Il sacchetto è premuto contro il semilavorato che a sua volta preme contro la sagoma rigida e non si deforma.

In un aspetto, detto almeno un elemento termo-plastico o termo-adesivo comprende: filati e/o strati e/o gocce di materiale termo-plastico o termo-adesivo.

In un aspetto, una sorgente di gas in pressione è collegata o collegabile all’ingresso oppure l’ingresso è collegato o collegabile ad una sorgente di gas in pressione.

In un aspetto, la sorgente di gas in pressione è un compressore e/o un serbatoio di gas in pressione.

In un aspetto, il gas è aria.

In un aspetto, il dispositivo comprende un regolatore di pressione operativamente accoppiato all’ingresso.

In un aspetto, il dispositivo comprende un regolatore di pressione operativamente accoppiato all’uscita.

In un aspetto, l’involucro rigido presenta un’uscita ausiliaria, opzionalmente collegata ad un aspiratore, ad esempio un gruppo Venturi di aspirazione.

In un aspetto, un ingresso ausiliario è comunicante con il secondo volume ed è configurato per permettere l’ingresso del gas ad una pressione uguale o maggiore della terza pressione.

In un aspetto, i dispositivi di controllo sono operativamente accoppiati a detta uscita ausiliaria e/o a detto ingresso ausiliario e la procedura comprende: aprire l’uscita ausiliaria e/o l’ingresso ausiliario per causare il distacco del sacchetto dal semilavorato.

In un aspetto, si prevede di chiudere l’ingresso ed opzionalmente anche l’uscita e di aprire un’uscita ausiliaria dell’involucro rigido e/o un ingresso ausiliario comunicante con il secondo volume per causare il distacco del sacchetto dal semilavorato.

In un aspetto, si prevede di estrarre il semilavorato, con l’eventuale sagoma rigida, dal sacchetto una volta terminato il raffreddamento.

In un aspetto, l’involucro rigido presenta un’apertura di accesso.

In un aspetto, un bordo dell’involucro ausiliario è vincolato ad un bordo di detta apertura di accesso.

In un aspetto, l’involucro rigido presenta una sagoma a tazza.

In un aspetto, l’involucro rigido comprende un coperchio configurato per chiudere l’apertura di accesso.

In un aspetto, l’involucro rigido ed il coperchio chiudono a tenuta di gas il primo volume ed il secondo volume.

In un aspetto, il coperchio comprende un supporto per il semilavorato configurato per essere collocato nel secondo volume quando il coperchio chiude l’apertura di accesso.

In un aspetto, la sagoma rigida è vincolata o vincolabile al supporto del coperchio. In un aspetto, la prima pressione è compresa tra 1 bar e 10 bar, opzionalmente tra 2 bar e 4 bar.

In un aspetto, la seconda pressione è compresa tra 0,5 bar e 3 bar, opzionalmente tra 1 bar e 2 bar.

In un aspetto, la terza pressione è compresa tra 0,5 bar e 4 bar, opzionalmente tra 0,5 bar e 2 bar.

In un aspetto, una portata del gas attraverso l’ingresso e l’uscita è compresa tra 20 L/min e 100 L/min, opzionalmente tra 25 L/min e 50 L/min.

In un aspetto, la quarta pressione è la pressione ambiente o atmosferica.

In un aspetto, si prevede di impostare e/o regolare la terza pressione e/o la portata del gas per regolare il raffreddamento.

In un aspetto, il gas contenuto all’interno del primo volume è portato ad una temperatura compresa tra 2 °C e 20 °C, opzionalmente tra 5 °C e 15 °C.

In un aspetto, si prevede di immettere il gas alla prima pressione attraverso l’ingresso e scaricare il gas alla seconda pressione attraverso l’uscita per un tempo di raffreddamento compreso tra 10 s e 150 s, opzionalmente tra 40 s e 80 s.

In un aspetto, si prevede di chiudere l’ingresso e l’uscita e di lasciare il semilavorato nel sacchetto sotto pressione per un tempo di permanenza compreso tra 10 s e 150 s, opzionalmente tra 40 s e 80 s.

In un aspetto, la presente invenzione riguarda un apparato per la termo-formatura e/o l’unione mediante termo-adesivazione di semilavorati, comprendente almeno un dispositivo secondo uno o più dei precedenti aspetti.

In un aspetto, detto apparato, comprende:

� opzionalmente, una stazione di carico/scarico;

� almeno un forno presentante almeno una camera di riscaldamento configurata per contenere almeno un semilavorato comprendente almeno un elemento termo-plastico o termo-adesivo;

� almeno un dispositivo secondo almeno secondo uno o più dei precedenti aspetti;

� opzionalmente, un trasportatore comprendente almeno una testa di supporto configurata per supportare almeno il semilavorato comprendente almeno un elemento termo-plastico o termo-adesivo.

In un aspetto, il trasportatore è mobile rispetto alla stazione di carico/scarico, a detto almeno un forno, a detto almeno un dispositivo per disporre in sequenza il semilavorato nella stazione di carico/scarico, nella camera di riscaldamento del forno, nell’involucro ausiliario del dispositivo.

In un aspetto, la presente invenzione riguarda un processo per la termo-formatura e/o l’unione mediante termo-adesivazione di semilavorati, comprendente il metodo secondo uno o più dei precedenti aspetti.

In un aspetto, detto processo comprende:

� approntare almeno un semilavorato comprendente almeno un elemento termo-plastico o termo-adesivo;

� riscaldare il semilavorato in un forno fino a determinare la fusione almeno parziale dell’elemento termo-plastico o termo-adesivo;

� raffreddare il semilavorato secondo il metodo di uno o più dei precedenti aspetti.

In un aspetto, il forno comprende dispositivi di riscaldamento comprendenti tubazioni con ugelli collegati ad un generatore di vapore ed operativamente attivi nella camera di riscaldamento per immettere vapore o una miscela di aria surriscaldata e vapore in detta camera di riscaldamento.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo e di un metodo per raffreddare semilavorati nell’ambito della termoformatura e/o dell’unione per termo-adesivazione di detti semilavorati in accordo con la presente invenzione.

Descrizione dei disegni

Tale descrizione verrà esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali:

� la figura 1 è una vista in sezione di un dispositivo per raffreddare semilavorati in accordo con la presente invenzione;

� le figure da 2 a 5 illustrano rispettive fasi operative del dispositivo di figura 1;

� la figura 6 è una vista prospettica complessiva di un apparato per la termoformatura e/o l’unione mediante termo-adesivazione di semilavorati secondo la presente invenzione;

� la figura 7 illustra una porzione dell’apparato di figura 6.

Descrizione dettagliata di una forma realizzativa dell’invenzione

Con riferimento alla figura 1, con 100 è stato complessivamente indicato un dispositivo per raffreddare semilavorati nell’ambito della termo-formatura e/o dell’unione per termo-adesivazione di detti semilavorati.

Il dispositivo 100 è utilizzato in apparati e processi configurati per la termoformatura e/o l’unione mediante termo-adesivazione di semilavorati che comprendono essenzialmente uno o più forni nei quali i semilavorati sono riscaldati fino a determinare la fusione almeno parziale di propri elementi termoplastici o termo-adesivi e uno o più dispositivi 100 secondo l’invenzione nei quali i semilavorati sono raffreddati per determinare la reticolazione di detti elementi termo-plastici o termo-adesivi e la stabilizzazione di tali semilavorati.

Un apparato 1 per la termo-formatura e/o l’unione mediante termo-adesivazione di semilavorati 2 ai fini, ad esempio, della realizzazione di articoli tridimensionali stabili è ad esempio illustrato nella figura 6. Nella forma realizzativa esemplificativa ma non limitativa illustrata, gli articoli prodotti sono calzature o parti di calzature (ad esempio tomaie) ottenute tramite la termoformatura e/o l’unione per termo-adesivazione di semilavorati 2 flessibili a forma di calza costituiti da fili e/o fibre del tipo tessuto o non-tessuto e comprendenti filati termo-plastici o termoadesivi. Sono utilizzate sagome rigide 3 che riproducono in negativo le calzature da formare. Ogni sagoma rigida 3 è preferibilmente in materiale plastico ed è tale da poter sopportare alte e basse temperature e pressioni elevate senza rovinarsi e/o deformarsi. In generale, le sagome rigide 3 riproducono in negativo le forme degli articoli da realizzare (articoli di abbigliamento o parti di essi anche tecnico/sportivo o medicali, accessori, calzature, borse e valigie, rivestimenti di varia natura, ecc.). Nell’esempio illustrato, i semilavorati 2 flessibili a forma di calza sono calzati sulle rispettive sagome rigide 3 e sottoposti ad un processo di termo-formatura e/o unione mediante termo-adesivazione nell’apparato 1, come verrà più avanti descritto.

L’apparato 1 comprende un telaio 4 provvisto di una base configurata per poggiare al suolo. Il telaio 4 porta un trasportatore 5 a giostra provvisto di un albero motorizzato e girevole attorno ad un asse principale “X-X” verticale e portante quattro teste di supporto 6 fra loro angolarmente equi-distanziate di 90°. Attorno all’albero sono disposte quattro stazioni fisse: una stazione di carico/scarico 7, una prima stazione di riscaldamento provvista di un primo forno 8, una seconda stazione di riscaldamento provvista di un secondo forno 9, una stazione di raffreddamento provvista di un dispositivo 100. Il trasportatore 5 è mobile, su azionamento da parte di un motore principale 11, per passi angolari di 90° in mo do che, dopo ogni passo, ogni testa di supporto 6 si trova in corrispondenza di una rispettiva stazione. Ogni testa di supporto 6 è dunque mossa lungo un percorso chiuso circolare lungo il quale giacciono le quattro stazioni.

Le quattro teste di supporto 6 sono fra loro identiche e ciascuna comprende una piastra 10 e due supporti (che nella figura 7 sono rappresentati come ganci) che si estendono al di sotto della piastra 10 e sono configurati per sostenere ciascuno una sagoma rigida 3. Una volta appese alla testa di supporto 6, le forme di riferimento 3 pendono al di sotto della testa di supporto 6. L’intera testa di supporto 6 è montata sul trasportatore a giostra 5 in modo da poter traslare verticalmente su apposite guide. Un attuatore principale 12, ad esempio un cilindro pneumatico, è configurato per muovere la testa di supporto 6 tra una posizione sollevata ed una posizione abbassata. Le teste di supporto 6 sono collocate al di sopra delle quattro stazioni fisse 7, 8, 9, 100.

Il primo forno 8 delimita internamente una camera di riscaldamento configurata per accogliere il semilavorato 2 disposto sulla sagoma rigida 3 appesa alla testa di supporto 6. Il primo forno 8 presenta due aperture superiori 13. La dimensione di ciascuna delle aperture superiori 13 è tale da permettere l’inserimento dall’alto nella camera di riscaldamento di una rispettiva sagoma rigida 3 appesa alla testa di supporto 6. Nella posizione sollevata, la testa di supporto 6 che si trova nella prima stazione di riscaldamento è distanziata dal primo forno 8 per mantenere le due sagome rigide 3 al di fuori della camera di riscaldamento. Nella posizione abbassata, la testa di supporto 6 è prossima al primo forno 8 per mantenere le due sagome rigide 3 all’interno della camera di riscaldamento. In particolare, la piastra 13 della testa di supporto 6 poggia su una parete superiore dell’involucro esterno 25 e chiude a tenuta le aperture superiori 13. Il secondo forno 9 presenta una struttura sostanzialmente identica a quella del primo forno 8. Il primo ed il secondo forno 8, 9 sono provvisti di dispositivi di riscaldamento, ad esempio, di resistenze elettriche o emettitori di raggi infrarossi o di tubazioni con ugelli collegati ad un generatore di vapore ed operativamente attivi nella camera di riscaldamento per immettere vapore o una miscela di aria surriscaldata e vapore in detta camera di riscaldamento.

Il dispositivo 100 illustrato in figura 6 presenta anch’esso due aperture superiori 13 per poter inserire le due sagome rigide 3 con modalità analoghe a quanto sopra descritto.

Tale dispositivo 100 è illustrato schematicamente nelle figure da 1 a 5. Nelle figure da 2 a 5 è anche rappresentata in modo schematico una sagoma rigida 3 sulla quale è avvolto/calzato un semilavorato flessibile 2 provvisto dei citati filati termoplastici o termo-adesivi o altri elementi termo-plastici o termo-adesivi. Le figure 1 – 5 illustrano inoltre la piastra 10 della testa 6 che svolge la funzione di coperchio. Il dispositivo 100 comprende un involucro rigido 101, ad esempio metallico ed eventualmente coibentato, che nell’esempio illustrato presenta una forma sostanzialmente a tazza. Il dispositivo 100 illustrato in figura 6 comprende ad esempio due involucri rigidi 101 affiancati, non visibili in quanto racchiusi in un carter esterno.

L’involucro rigido 101 presenta un’apertura di accesso 102 superiore delimitata da un bordo e presenta una flangia 103 fissata sul bordo. Un sacchetto 104 è disposto nell’involucro rigido 101. Il sacchetto 104 è chiuso inferiormente e presenta un proprio bordo delimitante una rispettiva apertura 105. Il bordo del sacchetto 104 è interposto e fissato tra la flangia 103 ed il bordo dell’involucro rigido 101. Una superficie interna dell’involucro rigido 101 ed una superficie esterna del sacchetto delimitano tra loro un primo volume 106 che, durante il funzionamento del dispositivo 100, è variabile. Il sacchetto 104 delimita al proprio interno un secondo volume 107.

Il sacchetto 104 comprende o è definito da una membrana impermeabile ai gas, flessibile ed elastica, ad esempio in gomma. In varianti realizzative, la membrana può anche essere non elastica, ad esempio in plastica o in un tessuto impermeabilizzato, ovvero reso impermeabile ai gas.

Il sacchetto 104 è configurato e dimensionato per contenere un semilavorato 2 disposto su una sagoma rigida 3. Il sacchetto 104 è parte del dispositivo 100 ed è preferibilmente utilizzabile per una pluralità di cicli di raffreddamento (ovvero, preferibilmente, non è usa e getta ma si cambia solo quando rotta o usurata).

Il coperchio è configurato per poggiarsi contro la flangia 103 e chiudere a tenuta l’apertura 105 del sacchetto 104 e l’apertura di accesso 102. L’involucro rigido 101, la flangia 103, il sacchetto 104 ed il coperchio chiudono a tenuta di gas il primo volume 106 ed il secondo volume 107.

L’involucro rigido 101 presenta un ingresso 108 configurato per permettere l’ingresso di un gas, ad esempio aria, ad una prima pressione P1. L’ingresso 108 è ad esempio collegato ad un compressore e/o un serbatoio di gas in pressione, non illustrati, e comprende un regolatore di pressione 109 configurato per regolare la pressione in ingresso nell’involucro rigido 101 e mantenerla sostanzialmente pari a detta prima pressione P1. L’involucro rigido 101 presenta un’uscita 110 configurata per permettere l’uscita del gas ad una seconda pressione P2 minore della prima pressione P1. L’uscita 110 è ad esempio collegata ad uno scarico, ad esempio in ambiente, e comprende un regolatore di pressione 111 configurato per regolare la pressione in uscita dall’involucro rigido 101 e mantenerla sostanzialmente pari a detta seconda pressione P2. L’ingresso 108 e l’uscita 110 sono in comunicazione di fluido con il primo volume 106. La prima pressione P1 in ingresso è ad esempio pari a 4 bar e la seconda pressione P2 in uscita è ad esempio pari a 2 bar.

L’involucro rigido 101 presenta un’uscita ausiliaria 112 disposta su un fondo dell’involucro rigido 101. L’uscita ausiliaria 112 è richiudibile tramite ad esempio una valvola, non illustrata, ed è collegata da un gruppo di aspirazione 113, ad esempio di tipo Venturi.

Attraverso il coperchio è inoltre ricavato un ingresso ausiliario 114 (figura 4), il quale, quando il coperchio è correttamente montato sulla flangia 103, è comunicante con il secondo volume 107, ovvero con l’interno del sacchetto 106.

Anche l’ingresso ausiliario 114 è richiudibile tramite ad esempio una valvola, non illustrata. L’ingresso ausiliario 114 è collegato ad esempio ad un compressore, non illustrato, per permettere di l’ingresso di gas in pressione, come verrà spiegato più avanti.

Il coperchio comprende un supporto 115 al quale è vincolata o vincolabile la sagoma rigida 3 sulla quale è disposto un semilavorato 2. Il supporto 115 è configurato per essere collocato, assieme alla sagoma rigida 3 ed al semilavorato 2, nel secondo volume 107 quando il coperchio chiude l’apertura di accesso 102 (come visibile nelle figure 3 e 4). Nella forma realizzativa non limitativa illustrata nelle figure da 2 a 5, il supporto è stato rappresentato come un’asta che si estende dal coperchio e porta, ad una propria estremità distale, la sagoma rigida 3 sulla quale è calzato il semilavorato 2. Nella forma realizzativa illustrata in figura 7, il coperchio comprende due supporti 115 definiti da rispettivi ganci ai quali sono appese due sagome rigide 3.

L’apparato 1 comprende una unità elettronica di controllo, non illustrata, operativamente collegata ai diversi elementi per comandare e/o controllare, ad esempio in modo automatico o semi-automatico, il funzionamento dell’apparato 1 stesso, anche in accordo con il processo di termo-formatura e/o l’unione mediante termo-adesivazione secondo l’invenzione.

L’unità elettronica di controllo è in particolare collegata a dispositivi di controllo a loro volta operativamente accoppiati all’ingresso 108 (in particolare al regolatore di pressione 109), all’uscita 110 (in particolare al regolatore di pressione 111), all’uscita ausiliaria 112 (in particolare al gruppo di aspirazione 113), all’ingresso ausiliario 114 (in particolare al compressore) dell’involucro rigido 101 per comandare/controllare il dispositivo 100 per raffreddare semilavorati ed eseguire la procedura di seguito descritta ed in accordo anche con il metodo secondo l’invenzione.

Con riferimento alla figura 6 ed alla figura 7, due semilavorati 2 flessibili a forma di calza sono calzati su rispettive due sagome rigide 3 e appesi da un operatore ai ganci di una testa di supporto 6 quando questa è collocata nella stazione di carico/scarico 7. Il trasportatore 5 a giostra ruota e porta le due sagome rigide 3 al di sopra del primo forno 8. La testa di supporto 6 è quindi abbassata per introdurre le due sagome rigide 3 con i rispettivi semilavorati 2 nel primo forno 8, nel quale viene eseguito un primo riscaldamento. Al termine del primo riscaldamento, la testa di supporto 6 è quindi sollevata per estrarre le due sagome rigide 3 con i rispettivi semilavorati 2 dal primo forno 8. Il trasportatore 5 a giostra ruota e porta le due sagome rigide 3 al di sopra del secondo forno 9. La testa di supporto 6 è quindi abbassata per introdurre le due sagome rigide 3 con i rispettivi semilavorati 2 nel secondo forno 9, nel quale viene eseguito un secondo riscaldamento. Al termine del secondo riscaldamento, i filati termo-plastici o termo-adesivi dei semilavorati 2 sono almeno parzialmente fusi. La testa di supporto 6 è di nuovo sollevata in modo da estrarre le due sagome rigide 3 con i rispettivi semilavorati 2 dal secondo forno 9. In varianti realizzative non illustrate, il forno/riscaldamento può anche essere uno soltanto.

Preferibilmente, il riscaldamento è ottenuto tramite il sopra citato vapore (o miscela di aria surriscaldata e vapore) che entra in diretto contatto con il semilavorato (il quale non è racchiuso in alcun sacchetto in questa fase) e garantisce un riscaldamento uniforme.

Il trasportatore 5 a giostra ruota e porta le due sagome rigide 3 al di sopra del dispositivo 100 per raffreddare semilavorati. La testa di supporto 6 viene abbassata in modo da inserire ciascuna delle sagome rigide 3 in una rispettiva apertura superiore 13 ed all’interno di un rispettivo sacchetto 104 e di un rispettivo involucro rigido 101, come schematicamente illustrato nella figura 2 nella quale è illustrata una sola sagoma rigida 3. La piastra/coperchio 10 va a poggiare contro la flangia 103 chiudendo ermeticamente a tenuta di gas il primo volume 106 ed il secondo volume 107 (figura 3).

In questa fase, la pressione all’interno del sacchetto 104, ovvero nel secondo volume 107, ed anche la pressione nel primo volume 106 sono pari a quella ambiente, ovvero a circa 1 bar.

A questo punto, i dispositivi di controllo comandano il regolatore di pressione 109 in ingresso ed il regolatore di pressione 111 in uscita in modo da immettere aria alla prima pressione P1 attraverso l’ingresso 108 e contemporaneamente scaricare aria alla seconda pressione P2, minore della prima pressione P1, attraverso l’uscita 110. In questo modo, si genera un’espansione ed un raffreddamento dell’aria contenuta all’interno del primo volume 106 e quindi un raffreddamento del sacchetto 104 e del semilavorato 2. Ad esempio, l’aria contenuta all’interno del primo volume 106 è portata ad una temperatura di 5 °C. Durante tale operazione, l’aria contenuta nel primo volume 106 è ad una terza pressione P3 pari alla differenza tra la prima pressione P1 e la seconda pressione P2. Tale terza pressione P3 è regolata in modo da essere maggiore della pressione all’interno del sacchetto 104, ovvero della pressione ambiente, che definiamo quarta pressione P4. In questo modo, il sacchetto 104 viene premuto in modo uniforme contro il semilavorato 2 che a sua volta preme contro la rispettiva sagoma rigida 3 e non si deforma. Se il sacchetto 104 è elastico, esso si adatta alla variazione del secondo volume 107 ed aderisce perfettamente al semilavorato 2 senza formare pieghe. E’ anche possibile che il sacchetto 104 non sia elastico ma sia formato da una membrana tanto sottile che le micro-pieghe che forma quando aderisce al semilavorato 2 garantiscono comunque una compressione uniforme dello stesso.

Possibili valori di pressione sono riportati nella seguente Tabella 1.

Tabella 1

Con questi valori, il semilavorato 2 è pressato con una pressione di circa 1 Kg/cm<2>.

Tali raffreddamento e compressione determinano la reticolazione controllata dei filati termo-plastici o termo-adesivi e la stabilizzazione del semilavorato 2.

Ad esempio, si prevede di immettere l’aria alla prima pressione P1 attraverso l’ingresso 108 e di scaricarla alla seconda pressione P2 attraverso l’uscita 110 per un tempo di raffreddamento di 40 s.

Inoltre, si può prevedere di chiudere l’ingresso 108 e l’uscita per 110 mantenere detta terza pressione P3 nel primo volume 106 e continuare a pressare il sacchetto 104 contro il semilavorato 2, ad esempio per un tempo di permanenza di 40 s.

Inoltre, anche una portata dell’aria attraverso l’ingresso 108 e l’uscita 110 può essere regolata per controllare il raffreddamento. Ad esempio, tale portata è compresa tra 25 L/min e 50 L/min.

I valori delle pressioni e delle portate ed i tempi sono regolati/controllati in modo da ottenere il voluto raffreddamento e la voluta compressione del semilavorato 2, ovvero la reticolazione controllata dei filati termo-plastici.

Una volta ottenuto il desiderato raffreddamento, il sacchetto 104 viene distaccato dal semilavorato 2 ad esempio annullando la differenza di pressione P3 – P4. A tale scopo, è possibile chiudere l’ingresso 108 e l’uscita 110 ed aprire l’uscita ausiliaria 112 dell’involucro rigido 101, eventualmente aspirando l’aria contenuta nel primo volume 106 tramite il gruppo di aspirazione 113. Inoltre, si può prevedere di immettere aria ad una pressione maggiore della pressione atmosferica attraverso l’ingresso ausiliario 114 e direttamente nel sacchetto 104 (figura 4).

A questo punto, la testa di supporto 6 viene sollevata per estrarre le due sagome rigide 3 con i rispettivi semilavorati 2 dal dispositivo 100 (come schematicamente rappresentato nella figura 5 con riferimento ad una singola sagoma rigida 3). Il trasportatore 5 a giostra ruota e porta le due sagome rigide 3 di nuovo nella stazione di carico/scarico 7 dove l’operatore può rimuoverle dalla rispettiva testa di supporto 6 per poi togliere i semilavorati 2 stabilizzati (termo-formati e/o termoadesivati) dalle rispettive sagome rigide 3.

In forme realizzative ulteriori non illustrate in dettaglio, il semilavorato stesso o parti di esso è/sono rigido/e, per cui non è necessario impiegare le sagome rigide 3. Ad esempio, il semilavorato rigido è montato sull’apparato 1 per incollarvi sopra tramite termo-adesivazione ulteriori porzioni e/o strati.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per raffreddare semilavorati nell’ambito della termo-formatura e/o dell’unione per termo-adesivazione di detti semilavorati, comprendente: un involucro rigido (101) presentante almeno un ingresso (108) ed almeno un’uscita (110), in cui l’ingresso (108) è configurato per permettere l’ingresso di un gas ad una prima pressione (P1), in cui l’uscita (110) è configurata per permettere l’uscita del gas ad una seconda pressione (P2) minore della prima pressione (P1); un involucro ausiliario (104) impermeabile a detto gas e collocato all’interno dell’involucro rigido (101); in cui un primo volume (106) è delimitato tra l’involucro rigido (101) ed l’involucro ausiliario (104); in cui un secondo volume (107) è delimitato all’interno dell’involucro ausiliario (104); in cui l’ingresso (108) e l’uscita (110) sono in comunicazione di fluido con il primo volume (106); in cui l’involucro ausiliario (104) è configurato per contenere un semilavorato (2) comprendente almeno un elemento termo-plastico o termo-adesivo in uno stato almeno parzialmente fuso; dispositivi di controllo operativamente accoppiati all’ingresso (108) ed all’uscita (110) e configurati per eseguire la seguente procedura: immettere il gas alla prima pressione (P1) attraverso l’ingresso (108) e scaricare detto gas alla seconda pressione (P2) attraverso l’uscita (110) in modo da generare un’espansione ed un raffreddamento del gas contenuto all’interno del primo volume (106), raffreddare l’involucro ausiliario (104) ed il semilavorato (2) e determinare la reticolazione dell’elemento termoplastico o termo-adesivo.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui l’involucro ausiliario (104) è un sacchetto comprendente una membrana flessibile; in cui il primo volume (106) è ad una terza pressione (P3) pari alla differenza tra la prima pressione (P1) e la seconda pressione (P2) ed in cui il secondo volume (107) è ad una quarta pressione (P4) minore della terza pressione (P3) in modo da pressare il sacchetto contro il semilavorato (2); in cui opzionalmente la procedura comprende: chiudere l’ingresso (108) e l’uscita (110) per mantenere detta terza pressione (P3) nel primo volume (106) e continuare a pressare il sacchetto contro il semilavorato (2).
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente una sorgente di gas in pressione collegata o collegabile all’ingresso (108) o in cui l’ingresso (108) è collegato o collegabile ad una sorgente di gas in pressione; in cui, opzionalmente, il dispositivo (100) comprende un regolatore di pressione (109) operativamente accoppiato all’ingresso (108); in cui, opzionalmente, il dispositivo (100) comprende un regolatore di pressione (111) operativamente accoppiato all’uscita (110).
4. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 2 o 3 quando dipende dalla 2, in cui l’involucro rigido (101) presenta un’uscita ausiliaria (112), opzionalmente collegata ad un aspiratore (113); e/o in cui un ingresso ausiliario (114) è comunicante con il secondo volume (107) ed è configurato per permettere l’ingresso del gas ad una pressione uguale o maggiore della terza pressione (P3); in cui i dispositivi di controllo sono operativamente accoppiati a detta uscita ausiliaria (112) e/o a detto ingresso ausiliario (114); in cui la procedura comprende: aprire l’uscita ausiliaria (112) e/o l’ingresso ausiliario (114) per causare il distacco del sacchetto dal semilavorato (2).
5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui l’involucro rigido (101) presenta un’apertura di accesso (102), in cui un bordo dell’involucro ausiliario (104) è vincolato ad un bordo di detta apertura di accesso (102); in cui l’involucro rigido (101) comprende un coperchio (10) configurato per chiudere l’apertura di accesso (102) e chiudere a tenuta di gas il primo volume (106) ed il secondo volume (107); in cui, opzionalmente, il coperchio (10) comprende un supporto (115) per il semilavorato (2) configurato per essere collocato nel secondo volume (106) quando il coperchio (10) chiude l’apertura di accesso (102).
6. Apparato per la termo-formatura e/o l’unione mediante termo-adesivazione di semilavorati, comprendente: � una stazione di carico/scarico (7); � almeno un forno (8, 9) presentante almeno una camera di riscaldamento; � almeno un dispositivo (100) secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 5; � un trasportatore (5) comprendente almeno una testa di supporto (6) configurata per supportare almeno un semilavorato (2) comprendente almeno un elemento termo-plastico o termo-adesivo; in cui il trasportatore (5) è mobile rispetto alla stazione di carico/scarico (7), a detto almeno un forno (8, 9), a detto almeno un dispositivo (100) per disporre in sequenza il semilavorato (2) nella stazione di carico/scarico (7), nella camera di riscaldamento del forno (8, 9), nell’involucro ausiliario (104) del dispositivo (100).
7. Metodo per raffreddare semilavorati nell’ambito della termo-formatura e/o dell’unione per termo-adesivazione di detti semilavorati, comprendente: � disporre un semilavorato (2), comprendente almeno un elemento termoplastico o termo-adesivo in uno stato almeno parzialmente fuso, in un involucro ausiliario (104) a sua volta disposto in un involucro rigido (101); in cui il l’involucro ausiliario (104) è impermeabile ai gas; in cui un primo volume (106) è delimitato tra l’involucro rigido (101) e l’involucro ausiliario (104); in cui un secondo volume (107) è delimitato all’interno dell’involucro ausiliario (104); � immettere un gas ad una prima pressione (P1) attraverso un ingresso (108) nel primo volume (106) e scaricare detto gas ad una seconda pressione (P2) attraverso un’uscita (110) dal primo volume (106), in cui la seconda pressione (P2) è minore della prima pressione (P1), in modo da generare un’espansione ed un raffreddamento del gas contenuto all’interno del primo volume (106), raffreddare l’involucro ausiliario (104) ed il semilavorato (2) e determinare una reticolazione dell’elemento termo-plastico o termoadesivo.
8. Metodo secondo la rivendicazione 7, in cui l’involucro ausiliario (104) è un sacchetto comprendente una membrana flessibile; in cui il metodo comprende: � mantenere il primo volume (106) ad una terza pressione (P3) pari alla differenza tra la prima pressione (P1) e la seconda pressione (P2); in cui il secondo volume (107) è ad una quarta pressione (P4) minore della terza pressione (P3) in modo da pressare il sacchetto contro il semilavorato (2); � opzionalmente, chiudere l’ingresso (108) e l’uscita (110) per mantenere detta terza pressione (P3) nel primo volume (106) e continuare a pressare il sacchetto contro il semilavorato (2).
9. Metodo secondo la rivendicazione 8, comprendente: � aprire un’uscita ausiliaria (112) dell’involucro rigido (101) e/o un ingresso ausiliario (114) comunicante con il secondo volume (107) per causare il distacco del sacchetto dal semilavorato (2); � estrarre il semilavorato (2) dal sacchetto.
10. Processo per la termo-formatura e/o l’unione mediante termo-adesivazione di semilavorati, comprendente: � approntare almeno un semilavorato (2) comprendente almeno un elemento termo-plastico o termo-adesivo; � riscaldare il semilavorato (2) in un forno (8, 9) fino a determinare la fusione almeno parziale dell’elemento termo-plastico o termo-adesivo; � raffreddare il semilavorato (2) secondo il metodo di almeno una delle rivendicazioni da 7 a 9.